[論文レビュー] Complex-Dynamic Cosmology and Emergent World Structure

Andrei P. Kirilyuk|ArXiv.org|Aug 5, 2004

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 25被引用数 6

ひとこと要約

本論文は、二つの均一な引力場の還元されない複素的・動的相互作用に基づく統一的宇宙論枠組みを提案する。この相互作用は、追加の実体を仮定することなく、空間、時間、素粒子、基本的力の内在的生成を内包的に実現する。生成された世界構造は動的ランダム性を示し、因果的に完全な量子的および相対論的挙動を示し、普遍的な複雑性保存則を通じて、ダークマター、エントロピー、階層問題といった宇宙論の主要な問題を自然に解決する。

ABSTRACT

Universe structure emerges in the unreduced, complex-dynamic interaction process with the simplest initial configuration (two attracting homogeneous fields, quant-ph/9902015). The unreduced interaction analysis gives intrinsically creative cosmology, describing the real, explicitly emerging world structure with dynamic randomness on each scale. Without imposing any postulates or entities, we obtain physically real space, time, elementary particles with their detailed structure and intrinsic properties, causally complete and unified version of quantum and relativistic behaviour, the origin and number of naturally unified fundamental forces, and classical behaviour emergence in closed systems (gr-qc/9906077). Main problems of standard cosmology and astrophysics are consistently solved in this extended picture (without introduction of any additional entities), including those of quantum cosmology and gravity, entropy growth and time, "hierarchy" of elementary particles, "anthropic" difficulties, space-time flatness, and "missing" ("dark") mass and energy. The observed universe structure and laws can be presented as manifestations of the universal symmetry (conservation) of complexity providing the unified, irregular, but exact (never "broken") Order of the World (physics/0404006).

研究の動機と目的

• 基本的な場の相互作用に基づき、因果的に完全で、仮定を含まない宇宙論の構築を目的とする。
• ダークマター、エントロピー増大、階層問題といった、標準宇宙論における長年の問題を、新たな実体を導入することなく解決することを目的とする。
• 空間、時間、素粒子、統一された力の生成を、単一で還元不能な動的過程から導出することを目的とする。
• 閉じた系において、量子的および相対論的挙動を統一的に記述し、それらを生成現象として提示することを目的とする。
• 観測可能な宇宙の構造と法則を、普遍的で途切れのない複雑性保存の顕現として説明することを目的とする。

提案手法

• 二つの均一で引力を示す場の還元されない相互作用を、基礎的動的過程として分析する。
• 摂動論的でなく、正確な解法を場の相互作用方程式に適用し、近似や対称性の破れを回避する。
• 空間と時間の生成を、事前に仮定せず、動的過程そのものの内在的性質として導出する。
• 複雑性の保存則を用いて、すべてのスケールおよび現象にわたる統一的で破れのない秩序を強制する。
• 量子的および相対論的挙動を、同一の基本的ダイナミクスの生成的特徴として統合する。
• 閉じた系における粒子構造、力の統一、古典的挙動の生成を、この枠組みを用いて導出する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 空間、時間、素粒子が、初期仮定なしに最小限の根本的相互作用からどのように生成されるのか？
• RQ2 単一の動的過程から生じる生成現象として、量子的および相対論的挙動を統一できるか？
• RQ3 因果的に完全で閉じた系において、エントロピーの増大と時間の生成はどのように説明されるのか？
• RQ4 素粒子の観測された階層構造と宇宙における見かけの精密調整は、どのように説明されるのか？
• RQ5 新たな粒子や場を導入することなく、ダークマターとダークエネルギーをどのように説明できるか？

主な発見

• 空間、時間、素粒子を含む宇宙の構造は、初期仮定なしに二つの均一な場の相互作用から動的に生成される。
• 素粒子そのものおよびその固有の性質（質量、スピンなど）は、場の相互作用の位相的・動的構造から導出される。
• 量子的および相対論的挙動の統一は、対称性の破れや追加の仮定なしに自然に達成される。
• 基本的力の起源とその数（4つ）は、複雑性を保存するダイナミクスの結果として生じる。
• 時空の平坦性、時間の矢、エントロピーの増大は、すべて動的過程の内在的結果として説明される。
• モデルは、ダークマターとダークエネルギーを、同一のダイナミクスの生成的特徴として説明し、追加の実体を必要としない。